【doc】川化活化MDEA脱碳在我厂的应用

【doc】川化活化MDEA脱碳在我厂的应用 川化活化MDEA脱碳在我厂的应用 - 26? 舔涨彪岍 川化1997年第2期 川化活化MDEA脱碳在我厂的应用 l中(n锨,/l一/『,, 我厂1992年筹建6万吨尿素 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 ,其配 《的合成氯脱碳装置采用江苏化工设计院的 成套设计图纸.设计能力为4,4.5万吨合成 氨/年,于1994年建成投产.脱碳溶液用川化 集团有限责任公司研究院的胺类活化 MDEA.经我厂生产使用说明:川化活化 MDEA溶液脱碳具有净化度高的优点.脱除 CO后的合成氨原料气中含CO:?0.1%,再 生气中含CO!?98.5;同时节约蒸汽,能耗 低. 1MDEA溶液脱除CO:的基本原理 MDEA溶液,吸收CO和再生过程的基 本反应是:, R2CHN.一c02+H(RCH3NH)HCO3 _.热量(1) MDEA溶液之所以能脱除CO,在于 (1)式的可逆性,按照化学平衡的规律,可以 写出: ,IRHNH]HCO "一面匿N]面面 或者w一 用N 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示溶液的总碱度.用x表示 R.Ctt.N变成[R.CH:NH]CO的转化度,这 样: [R:CH:NH]HCONx RCHN=N(I—X) KW 茄=_)ll 另+方面.依照享利定律.溶液q:以分子 态存在的二氧化碳应与气相中CO:的舒压 w一 把所有常数合并为一个常数K..则有: Pco?一—K o(I I_l__ -- X)(3) 上式虽然没有考虑实际溶液与理想溶液 之差别,也没有考虑各种添加剂对平衡的影 响,但是由它得到的结论在定性上是符合实 际的.即(1)平衡时二氧化碳分压随转化度增 加而增加,尤其当转化度接近1时.变化急 剧. (2)转化度一定时,Pco随总碱度N增加 而增加 (3)常数K包括Kw和E两因素.随温 度增加Kw减少,因此K.值将减少,最终 P液相界面,溶解与发生化学反应,反应产 物在液相内扩散等步骤.其中以化学反应的 步骤为最慢.是控制步骤. MDEA是一种叔胺脱CO的主要成份 是N一甲基二乙醇胺.其结构式为: HH 从MDEA的结构式可以看出.它有二个 羟基和一个氨基.一般认为.羟基县有降低化 台物蒸汽压和增加在水溶液中的溶解瘦;氨 基则可以使水溶液具有一定的碱性.因此能 吸收酸性气体 1997年第2期川化?27? 从反应(1)式MDEA吸收CO的离子 方程式可以写为: CO2+H2O;—H+HCO7(4) R!CH3N+H==R2CHINH(S) 从而呈现弱碱性,吸收CO后生成不稳 定的酸式碳酸盐,所以容易再生.吸收CO 的总离子反应式为 R2CH3N+CO.+H2O;==R:CHaNH+}C0(6) 不过实际反应历程,是采用以下两种方 式进行: (A)CO:+0H~HCO;(7) (B)CO=+H2O;—H2CO(8) H2CO3H+HCO一 反应式(8)中的后一步.即HCO的解 离可以为是瞬时即可完成的,因此(8)的速度 由CO的水合速度决定,反应式(7)是一二 级反应,其反应速度: FK(m[co2].(1H一: 式中:KOH为反应速度常数,它与温度的 关系为 LogKc)H一13.635—2895(T为绝对温度) 在常温下.KnH约为lo升/摩尔.秒,虽 然反应速度常数很大.但囤吸收的碱液pH 在9,1l:右.郎[OH]为i0,i0tool/ L,这样以厦式(7)的反应速度为r.一0.1 [co:],1o[co:].反应式(8)是一级反应,其 反应速度: rw~Kw[CO?] 式巾Kw为水台反应速度常数,其值根 小,常温下仅为102/秒.故: rw=0.01[co:] 比车鼋这两个速度可知,纯MDEA吸收 CO的过程主要是按反应式(7)方式进行的. 为1提高反应速度.只有提高温度,不过溶液 中游离的二氧化碳.按照享利定律计算.其值 也犬.所单靠提高温度的 办法 鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载企业年金办法下载企业年金办法下载 不能取得 满意的教果 为了加快吸收过程.中研究中发现了许 多可以倦化此过程的活化剂,现今广泛被采 用的活化剂为醇胺,氨基乙酸及其它烷撑胺 类. 胺类加速MDEA吸收CO2的机理: MDEA本身是一种叔胺.再加入一种伯 胺或仲胺之后,吸收采取另一途径. R'.,NH+CO:;==RNCo0H<9) R'~NCOOH;==RNCo0H一+H(10) H+.0I一}0(11) R'~NHCO0一+H20;==R'=NH+Hc0(12) 式中:R.NH为忡胺,我厂用胺类活化剂 生成的R.可以循环使用. 上述反应中.后三步都是瞬时即可完成, 总的反应速度由第一步(9)式决定.反应(9) 为二级反应.设(Am)为诗芋离胺的浓度,K 为反应速度常数.则: r=KA.[Am][CO] 常温下,K与Kon相近,约为lO'升/摩 尔?秒.对溶液的质量平衡与电离平衡计算 可知.在常温下溶液中游离胺的浓度为总胺 的l3,如果溶液中所加的总胺为3,相当 于0.5mol,则反应速度为 r—SSo[CO:]=6500倍 加胺后要快65,6500倍.实验表明:在 MDEA溶液中.即使加入1体积比的仲胺 相当于0.1mo1.也会产生足够的游离胺浓度 (10_too1).在平衡中又可按(10)式逆向再 生出来.这样反应(10)式吸收二氧化碳的反 应速度常数K[RNI{]IO×IO一100.而 反应式(7)由于溶液中[0H]浓度很低.约lO , 10mo[,其吸收CO的反应速度常数K [0H]一l0,10因此反应式(10)的反应速 度大大馁于反应式(7)的反应速度; E口::l.—vl...倍 添加少量壁娄对加快MDEA吸收c 的速度是非常有利的,我们用20的MDEA ? 28?川化1997年第2期 溶液在奥氏仪中吸收100ml气体,氢氮气中 舍CO.为24,吸收一次含CO为3,吸 收二次为1,三次为0.5,第四次0.3, 第五次为0.1,而只要在吸收剂中加入, 滴川化胺类活化剂.只吸收一次就达到0. 1,吸收两次后气体中台CO:为0 添加不同的胺类,其催化速度也不一样. 2工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简述 从氢氮气压缩3段出口(7a型为三出, 4M8为出)束的经变换含CO:17, 28,cO0.2的氢氮混合气,温度常温,进 入本工序.经气液分离器除去气体中油水,从 吸收塔底部进入.气体由下向上与从上而下 的液体在填料中逆流接触,气体中的犬部分 CO被半贫液(与贫液混合液)吸收.含有 CO.l左右气体,从吸收塔下段进入吸收塔 上段与从塔顶下来的贫蔽逆流接触,气体所 含的CO:被吸收后含0.1,0.2微量 CO:的气体,从圾收塔顶部引出经气体冷却 器.冷却到35?.再经气液分离分离掉气I奉 中所夹带的雾沫MDEA溶液后,送去甲烷化 工序 贫液从吸收塔顶进入由上而下经过两段 填料,吸收掉气体中的CO:气体后流入吸收 塔下段.与吸收塔中部进入的半贫液一道,从 吸收塔下段从上而下,与压缩工段三出来的 气体逆流接触,吸收气体中CO气体后.从塔底富液口流出.经减压至0.4MPa,进入闪 蒸槽.闪蒸出液体中溶解的N:,H气体和少 量CO:气体,气体回副4M8压缩机一段进 口,溶液减压至0,3MPa,到常解塔顶部.在 常解塔中.溶解在MDEA中的CO经臧艇 闪蒸出来.同时液体被从塔底上升的热汽 (气)流逆流接触.使溶液温度上升,同时降低 了c气体的温度.液体流入常解塔底部与 从汽提塔来的热汽流逆流相遇.降低cO!气 悼温度.同时进一步提高了溶液温度.使溶敞 中的COt气体绝大多数被解吸出来从常解 塔出来的液体,大部份(3/4)流到半贫液泵进 口,(压力0.05MPa),经泵加压至2.8,3.0 MPa进入吸收塔中部.从常解塔底部出来的 小部份液体(1/4),由常解泵加压到0. 6MPa.经溶解换热器与从汽提塔底部出来的 热溶液换热后,进入汽提塔顶都,与从塔底上 升的热汽流逆流接触,使溶液温度升高,使溶 液中的CO:不断解吸出来,同时降低从汽提 塔顶部出来的CO:气体温度 溶液流到汽提塔下部,以蒸汽再沸器加 热到105C后,从塔底流出.经溶液换热器与 从常解泵出口来的冷液体换热后.进入贫液 冷却器.冷却到60?左右.进入贫液泵,经加 压到3.0,3.1MPa后,从吸收塔顶部进入塔 内.吸收氢氮气体中的CO气体. 从汽提塔顶部出来的CO气体.进入常 解塔下部.由下往上与从常解塔上部由上而 下的富液逆流抵触.进行传质后CO气体的 温度被逐渐降低,从常解塔顶部排出.经CO: 冷却器,冷却到40c再经汽水分离器后减压 到0,03MPa(表)迷人CO:压缩机. 3工艺指标完成情况 3.1盛度 (1)进系统变换气温度 (2)出系境净化气温度 (3)出常解塔再生气温度 (4)出系统再生气温度 (5)出系统闪蒸汽 (6)连彖统冷却水 (7)进吸收塔敲液温度 (8】进吸收塔半冀液 (9)进常解塔富液愠度 (1o)进汽提再生塔半黄赦 (?)出汽提再生塔冀液 (I2)电机温升 (I3)出再沸器温度 设计值实测值 <40C30,35C <4oC如,35C 65,75C70,75(' <40c30,38( <80C75C <38C25,28r 0,7-,('60,7o 75,80['75,78 80,85C8O,82t' S5c94C lo3,lO5Cl03,l04C ?65C40,65【' 98,儿398,lO8C 1997年第2期川化?29? (14)富液出吸收塔8o~85|[180,82? 3.2液位 (i,塔蒗位计i/2,2/31/Z~2/3 (2)分离器液位1/3,1/Zl/3,l/2 3.3质量指标完成情况 设计值实涮值 ()出系统净化气中 含CO!?0.200i9,O.023 {2)出系统净化气中 含HS<2PPm05,IPPm (3)出系统再生气 CO298.598.5,98.7 (4)溶械碱度250~300i&o,2sO (5)贫液舍CO:g/]<i.508,15 (6j半贫液含CO.g/]<i06,8 (7)出系统再生气中 含H:Sppm110,200儿0,l80 (8)富械中舍CO.g/]17,l8l7,22 (9)富蒗中舍Feppm30,7030,? 3.4变换气量24,262.4,2.5 3.5变换气 压力-?Pa2.4,2.624,2.5 3.6变换气 含CO}25~2721,22 3.7变换气 含H!sppm30,5030,50 3.8溶液循环量 上塔m,h80,9060,85 下塔m/h150,30014.,l50 4消耗指标完成情况 吨氲消耗表 消耗项定额实际消耗 电耗,kwh NH 蒸汽耗.t— 水牦.t—NH MDEA,kg/t—NH JII化胺娄活化剂kg/t—Nit. 缓蚀利kg/t—NH 13550,70 <1.207,0.8 6650 0.2O06,0 0002O0O6,0.01 00020001 5设备检测状况 我厂JI『化活MDEA脱碳装置,从1994 年10月投产到1996年4月进行检修.经检 测:塔壁厚度减薄?8一O,阶梯环厚度未变. 表面光洁,亮泽.挂片称重变化很小 6对川化活化MDEA脱碳的评价 JI『化活化MDEA溶液脱碳,在我厂使用 一 年多来看它具有溶液浓度弹性大,净化度 高,溶液基本不起泡,循环量小,节省电耗和 蒸汽消耗等特点. 由于我厂合成氨设备还不配套,脱碳负 荷只开了50%,6O.使用JIl化活化MDEA 溶液的浓度一般在18O,250g/L净化气体 中含CO一般在0.019,O.023左右. JI『化胺娄活化MDEA溶液脱碳具物理 和化学吸收特点,实验证明,当CO分压在 0.5MPa时,co在活化MDEA和聚二醇二 甲醚中的溶解度分别为58和30Nm/h.当 采用降压闷蒸时.(如降压到0.1MPa)从溶 液中释放出来的CO:含量分别为32和25 Nm/h.即在相同条件下,JI『化活化MDEA 溶液,降压闷蒸时,所解吸的CO气量虽多. 这就可以大大减少活化MDEA溶液的循环 量,从而降低动力消耗,同时也节省大量再生 用蒸汽.川化活化MDEA溶液.与我厂另一 套系统的苯菲尔法脱碳液比较,它的优点是: 溶液比重低,循环量小.节约用电.节约大量 蒸汽.我厂另一套热钾碱脱碳系统吨氰耗蒸 汽1_7吨而我厂尿素脱碳采用JI『化胺类活 化MDEA生产吨氨蒸汽量为0.8,0.9吨, 节约蒸汽一半. 经过我厂近两年来的生产实践证明.JIl 化集团有限责任公司研究院的胺类活化 DEA溶液脱碳具有净化度高能耗低,无 M 毒,不腐蚀设备等优点,应用前景广泛. (牧镐日瑚l996—1l1_一()8)